Значения критической плотности теплового потока

Теплового потока, Вт\м

 

 

Материал	Продолжительность облучения, мин
Древесина с шероховатой по­верхностью
Древесина, окрашенная масля­ной краской
Торф брикетный
Торф кусковой
Хлопок-волокно
Картон серый
Стеклопластик
Резина
Горючие газы и огнеопасные жидкости с температурой са­мовоспламенения, °С:
>500	-	-
Человек без средств спецза­щиты:
в течение длительного времени;		-	-
в течение 20 с		-	-

 

Сравнение значений Q_л.кр, полученных расчетом по фор­муле с данными из таблицы, позволят сделать вывод о воз­можности возгорания за заданное время или определить безопасные расстояния от очага пожара при заданном вре­мени воздействия.

Средства защиты от пожаров. Основными рекомендуе­мыми профилактическими мероприятиями по защите от пожаров являются: — уменьшение пожарной нагрузки;

— нейтрализация и устранение источников зажигания;

— повышение огнестойкости конструкций зданий и соору­жений;

— организация пожарной охраны.

К инженерно-техническим мероприятиям по защите от пожаров относятся:

— применение основных строительных конструкций объек­тов с регламентированными пределами огнестойкости и пожар­ной опасности;

— использование пропитки конструкций объектов антиперенами и нанесение на них огнезащитных красок (составов);

— применение устройств, обеспечивающих ограниче­ние распространения пожара (противопожарные преграды; предельно допустимые площади противопожарных отсеков и секций, ограничение этажности);

— аварийное отключение и переключение установок и ком­муникаций;

— применение средств, предотвращающих или ограничи­вающих разлив и растекание жидкости при пожаре;

— использование огнепреграждающих устройств в обо­рудовании;

— применение средств пожаротушения и соответствую­щих видов пожарной техники;

— использование автоматических установок пожарной сигнализации.

К основным видам техники, предназначенной для защиты различных объектов от пожаров, относятся средства сигна­лизации и пожаротушения.

Пожарная сигнализация должна быстро и точно сообщать о пожаре. Наиболее надежной системой пожарной сигнали­зации является электрическая пожарная сигнализация. Наи­более совершенные виды такой сигнализации дополнительно обеспечивают автоматический ввод в действие предусмотрен­ных на объекте средств пожаротушения. Принципиальная схема электрической системы сигнализации представлена на рис. 14.1. Она включает пожарные извещатели, установ­ленные в защищаемых помещениях и включенные в сиг­нальную линию; приемно-контрольную станцию, источник питания, звуковые и световые средства сигнализации, а также передает сигнал на автоматические установки пожаротуше­ния и дымоудаления.

Рис. 14.1. Принципиальная схема системы пожарной сигнализации: 1 — датчики-извещатели; 2 — приемная станция; 3 — блок резервного питания; 4 — блок питания от сети; 5 — система переключения; 6 — проводка; 7 — исполнительный механизм системы пожаротушения

 

Надежность электрической системы сигнализации обеспе­чивается тем, что все ее элементы и связи между ними посто­янно находятся под напряжением, чем достигается контроль за исправностью установки.

Важнейшим элементом системы пожаротушения явля­ются пожарные извещатели, которые преобразуют физиче­ские параметры, характеризующие пожар, в электрические сигналы. По способу приведения в действие извещатели под­разделяют на ручные и автоматические. Ручные извещатели выдают в линию связи электрический сигнал определенной формы в момент нажатия кнопки. Автоматические пожар­ные извещатели включаются при изменении параметров окружающей среды в момент возникновения пожара. В зави­симости от фактора, вызывающего срабатывание датчика, извещатели подразделяются на тепловые, дымовые, свето­вые и комбинированые.

Наибольшее распространение получили тепловые извеща­тели, чувствительные элементы которых могут быть биметал­лическими, термопарными, полупроводниковыми.

Дымовые пожарные извещатели, реагирующие на дым, имеют в качестве чувствительного элемента фотоэлемент или ионизационные камеры, а также дифференциальное фотореле. Дымовые извещатели бывают двух типов: точеч­ные, сигнализирующие о появлении дыма в месте их уста­новки, и линейно-объемные, работающие на принципе затенения светового луча между приемником и излуча­телем.

Световые пожарные извещатели основаны на фиксации различных составных частей спектра открытого пламени. Чувствительные элементы таких датчиков реагируют на ульт­рафиолетовую или инфракрасную область спектра оптиче­ского излучения.

Инерционность датчиков является важной характеристи­кой. Наибольшей инерционностью обладают тепловые, наи­меньшей — световые датчики.

Пожаротушение. Комплекс мероприятий, направленных на устранение пожара и создание условий, при которых про­должение горения будет невозможным, называется пожаро­тушением.

Для ликвидации процесса горения необходимо прекра­тить подачу в зону горения либо горючего, либо окислителя, или уменьшить подвод теплового потока в зону реакции. Это достигается:

— сильным охлаждением очага горения или горящего материала с помощью веществ (например, воды), обладаю­щих большой теплоемкостью;

— изоляцией очага горения от атмосферного воздуха или снижением концентрации кислорода в воздухе путем подачи в зону горения инертных компонентов;

— применением специальных химических средств, тор­мозящих скорость реакции окисления;

— механическим срывом пламени сильной струей газа или воды;

— созданием условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы, сечение кото­рых меньше тушащего диаметра.

Огнетушащие вещества. В настоящее время в качестве средств пожаротушения применяют:

— воду, которая подается в очаг пожара сплошной или распыленной струей;

— различные виды пен (химическая и воздушно-механи­ческая), представляющих собой пузырьки воздуха или угле­кислого газа, окруженные тонкой пленкой воды;

— инертные газовые разбавители, в качестве которых могут использоваться: углекислый газ, азот, аргон, водяной пар, дымовые газы и т.д.;

— гомогенные ингибиторы — низкокипящие галогено- углеводороды;

— гетерогенные ингибиторы — огнетушащие порошки;

— комбинированные составы.

— Наибольшее распространение получили огнетушащие вещества, приведенные в табл. 14.4.

Таблица 14.4

Огнетушащие вещества

Огнетушащее средство	Способ и воздей­ствие на горение
Вода, вода со смачивателем, твердый диоксид уг­лерода (углекислота в снегообразном виде), вод­ные растворы солей	Охлаждение
Огнетушащие пены (химическая, воздушно-меха­ническая); огнетушащие порошковые составы; не­горючие сыпычие вещества (песок, земля, шлаки, флюсы, графит); листовые материалы (покрыва­ла, щиты)	Изоляция
Инертные газы (диоксид углерода, азот, аргон, дымовые газы); водяной пар; тонкораспыленная вода; газоводяные смеси; продукты взрыва ВВ; ле­тучие ингибиторы, образующиеся при разложе­нии галоидоуглеродов	Разбавление
Галоидоуглеводороды; бромистый этил, хладон 114 В2 (тетрафтордибромэтан) и 13 В1 (трифтор- бромметан); составы на основе галоидоуглеродов: 3,5; ННД; 7; БМ; БФ-1; БФ-2; водобромэтиловые растворы (эмульсии), огнетушащие порошковые составы	Ингибирующее воздействие. Хи­мическое тормо­жение реакции горения

 

Вода является наиболее широко применяющимся сред­ством тушения. Однако она характеризуется и отрицатель­ными свойствами:

— электропроводна;

— имеет большую плотность и поэтому не применяется для тушения нефтепродуктов;

— способна вступать в реакцию с некоторыми вещест­вами и бурно реагировать с ними (калий, кальций, натрий, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, селитра, сернистый ангидрид, нитроглицирин);

— имеет низкий коэффициент использования в виде ком­пактных струй;

— имеет высокую температуру замерзания, что затрудняет тушение в зимнее время, и высокое поверхностное натяже­ние — 72,8-10³ Дж/м², что является показателем низкой сма­чивающей способности воды.

Вода со смачивателем (добавка пенообразователя, суль- фанола, эмульгаторов и т.д.) позволяет значительно сни­зить поверхностное натяжение воды (до З6,410³ Дж/м²). В таком виде она обладает хорошей проникающей способно­стью, за счет чего достигается наибольший эффект в тушении пожаров, и особенно при горении волокнистых материа­лов: торфа, сажи. Водные растворы смачивателей позволяют уменьшить расход воды на 30—50%, а также продолжитель­ность тушения пожара.

Водяной пар имеет невысокую эффективность тушения, поэтому его применяют для защиты закрытых технологиче­ских аппаратов и помещений объемом до 500 м³, для туше­ния небольших пожаров на открытых площадках и создания завес вокруг защищаемых объектов.

Тонкораспыленная вода (размеры капель менее 100 мкм) получается с помощью специальной аппаратуры, работаю­щей при давлении 200—300 мм вод. ст. Струи воды имеют небольшую величину ударной силы и дальность полета, однако орошают значительную поверхность, более благо­приятны для испарения воды, обладают повышенным охла­ждающим эффектом, хорошо разбавляют горючую среду. Они позволяют не увлажнять излишне материалы при их тушении, способствуют быстрому снижению температуры, осаждению дыма или отравляющих облаков. Тонкораспы­ленную воду используют не только для тушения горящих твердых материалов и нефтепродуктов, но и для защитных действий.

Твердый диоксид углеводорода (углекислота в снегообраз­ном виде) тяжелее воздуха в 1,53 раза, без запаха, плотность 1,97 кг/м³. Твердый диоксид углерода имеет широкую область применения, а именно: при тушении горящих электроуста­новок, двигателей, при пожарах в архивах, музеях, выставках и других местах с наличием особых ценностей. При нагрева­нии переходит в газообразное вещество, минуя жидкую фазу, что позволяет применять его для тушения материалов, кото­рые портятся при смачивании (из 1 кг углекислоты образу­ется 500 л газа). Неэлектропроводен, не взаимодействует с горючими веществами и материалами.

Не используют его для тушения загоревшихся магния и его сплавов, металлического натрия, так как при этом про­исходит разложение углекислоты с выделением атомарного кислорода.

Химическая пена сейчас в основном получается в огнету­шителях при взаимодействии щелочного и кислотного рас­творов. Состоит из углекислого газа (80% об), воды (19,7%), пенообразующего вещества (0,3%). Характеристиками пены, определяющими ее огнегасящие свойства, являются стойкость и кратность. Стойкость — это способность пены сохраняться при высокой температуре во времени (воздушно-механическая пена имеет стойкость 30—45 мин), кратность — отноше­ние объема пены к объему жидкости, из которой она получена, достигает 8—12. Химическая пена обладает высокой стойко­стью и эффективностью в тушении многих пожаров. Вслед­ствие электропроводности и химической активности пену не применяют для тушения электро- и радиоустановок, элек­тронной техники, двигателей различного назначения, дру­гих аппаратов и агрегатов.

Воздушно-механическая пена получается смешением в пен­ных стволах или генераторах водного раствора пенообразо­вателя с воздухом. Пена бывает низкой кратности (К < 10), средней (10 < К < 200) и высокой (К > 200). Она обладает необходимой стойкостью, дисперсностью, вязкостью, охлаж­дающими и изолирующими свойствами, которые позволяют использовать ее для тушения твердых материалов, жидких веществ и осуществления защитных действий, для тушения пожаров по поверхности и объемного заполнения горящих помещений. Для подачи пены низкой кратности применяют воздушно-пенные стволы, а для подачи пены средней и высо­кой кратности — генераторы.

Огнетушащие порошковые составы являются универсаль­ными и эффективными средствами тушения пожаров при сравнительно незначительных удельных расходах. ОПС при­меняют для тушения горючих материалов и веществ любого агрегатного состояния, электроустановок под напряжением, металлов, в том числе металлоорганических и других пиро­форных соединений, не поддающихся тушению водой и пеной, а также пожаров при значительных минусовых температурах. Они способны оказывать эффективные действия на подав­ление пламени комбинированно; охлаждением (отнятием теплоты), изоляцией (за счет образования пленки при плав­лении), разбавлением газообразными продуктами разложения порошка или порошковым облаком, химическим торможе­нием реакции горения.

Азот не горюч и не поддерживает горения большинства органических веществ. Его хранят и транспортируют в бал­лонах в сжатом состоянии, используют в основном в стацио­нарных установках. Применяют для тушения натрия, калия, бериллия, кальция и других металлов, которые горят в атмо­сфере диоксида углерода, а также пожаров в технологических аппаратах и электроустановках. Азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и некоторых других металлов, способных образовывать нитриды, обла­дающих взрывчатыми свойствами и чувствительных к удару. Для их тушения используют аргон.

Галоидоуглероды и составы на их основе (огнетуша- щие средства химического торможения реакции горения) эффективно подавляют горение газообразных, жидких, твердых горючих веществ и материалов при любых видах пожаров. По эффективности они превышают инертные газы в 10 раз и более. Галоидоуглероды и составы на их основе являются летучими соединениями, представляют собой газы или легкоиспаряющиеся жидкости, которые плохо растворяются в воде, но хорошо смешиваются со мно­гими органическими веществами. Они обладают хорошей смачиваемой способностью, не электропроводны, имеют высокую плотность в жидком и в газообразном состоянии, что обеспечивает возможность образования струи, прони­кающей в пламя.

Эти огнетушащие вещества можно применять для поверх­ностного, объемного и локального тушения пожаров. Галоидо-углеводороды и составы на их основе практически можно использовать при любых отрицательных температурах. С большим эффектом их можно использовать при ликвидации горения волокнистых материалов; электроустановок и оборудования, находящегося под напряжением; для защиты от пожаров транспортных средств; вычислительных центров, особо опасных цехов химических предприятий, окрасочных камер, сушилок, складов с горючими жидкостями, архивов, музейных залов, других объектов особой ценности, повышен ной пожаро- и взрывоопасности.

Недостатками этих огнетушащих средств являются: кор­розионная активность; токсичность; их нельзя применять для тушения материалов, содержащих в своем составе кислород, а также металлов, некоторых гидридов металлов и многих металлоорганических соединений. Хладоны не ингибируют горения и в тех случаях, когда в качестве окислителя участ­вует не кислород, а другие вещества.

Технические средства пожаротушения. Обеспечение предприятий и регионов необходимым объемом воды для пожаротушения обычно производится из общей (городской) сети водопровода или из пожарных водоемов и емкостей. Требования к системам водоснабжения изложены в СНиП 2.04.02—84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и в СНиП 2.04.01—85* «Внутренний водопровод и канали­зация зданий».

Противопожарные водопроводы принято подразделять на водопроводы низкого и среднего давления. Напор при пожа­ротушении от водопроводной сети низкого давления при расчетном расходе должен быть не менее 10 м, при этом тре­буемый для пожаротушения напор воды создается пере­движными насосами, устанавливаемыми на гидранты. В сети высокого давления должна обеспечиваться высота компакт­ной струи не менее 10 м при полном расчетном расходе воды и расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания. Системы высокого давления более доро­гие вследствие необходимости использовать трубопроводы повышенной прочности, а также дополнительные водонапор­ные баки водопроводной станции.

Системы высокого давления предусматривают на промыш­ленных предприятиях, удаленных от пожарных частей более чем на 2 км, а также в населенных пунктах с числом жителей до 500 тыс. человек.

Принципиальная схема устройства системы объединенного водоснабжения показана на рис. 14.2. Вода из естественного источника поступает в водоприемник и далее насосами стан­ции первого подъема подается в сооружение на очистку, затем по водоводам в пожарорегулирующее сооружение (водона­порную башню) и далее по магистральным водопроводным линиям к вводам в здания. Устройство водонапорных соору­жений связано с неравномерностью бытового потребления воды по часам суток. Как правило, сеть противопожарного

Рис. 14.2. Схема объединенного водоснабжения: 1 — источник воды; 2 — приемник; 3 — станция первого подъема; 4 — водоочистные сооружения и станция второго подъема; 5 — водонапорная башня; 6 — магистральные линии; 7 — потребители воды; 8 — распределительные трубопроводы; 9 — вводы в здания

 

водопровода делают кольцевой, обеспечивающей высокую надежность водообеспечения.

Нормируемый расход воды на пожаротушение складыва­ется из расходов на наружное и внутреннее пожаротушение. При нормировании расхода воды на наружное пожаротуше­ние исходят из возможного числа одновременных пожаров в населенном пункте, возникающих в течение трех смежных часов в зависимости от численности жителей и этажности зда­ний. Нормы расхода и напор воды во внутренних водопро­водах в общественных, жилых и вспомогательных зданиях регламентируются СНиП 2.04.01—85* в зависимости от их этажности, длины коридоров, объема, назначения.

Для пожаротушения в помещениях используют автома­тические огнегасительные устройства. Наиболее широкое распространение получили установки, которые в качестве распределительных устройств используют спринклерные или дренчерные головки.

Спринклерная головка (рис. 14.3) — это прибор, автома­тически открывающий выход воды при повышении темпера­туры внутри помещения, вызванной возникновением пожара. Датчиком является сама спринклерная головка, снабженная легкоплавким замком, который расплавляется при повышении температуры и открывает отверстие в трубопроводе с водой над очагом пожара. Спринклерная установка состоит из сети водопроводных питательных и оросительных труб, установ­ленных под перекрытием. В оросительные трубы на опреде­ленном расстоянии друг от друга ввернуты спринклерные

Рис. 14.3. Спринклерная головка

 

головки. Один спринклер устанавливают на площади 6—9 м² помещения в зависимости от пожарной опасности производ­ства. Если в защищаемом помещении температура воздуха может опускаться ниже +4 °С, то такие объекты защищают воздушными спринклерными системами, отличающимися от водяных тем, что эти системы заполнены водой только до контрольно-сигнального устройства, распределительные трубопроводы, расположенные выше этого устройства в неота­пливаемом помещении, заполняются воздухом, нагнетаемым специальным компрессором.

1 — корпус; 2 — дуга; 3 — дефлектор; 4 — розетка

Дренчерные установки (рис. 14.4) по устройству близки к спринклерным, но отличаются от последних тем, что ороси­тели на распределительных трубопроводах не имеют легко­плавкого замка и отверстия постоянно открыты. Дренчерные системы предназначены для образования водяных завес, для защиты здания от возгорания при пожаре в соседнем соору­жении, для образования водяных завес в помещении с целью

 

предупреждения распространения огня и для противопожар­ной защиты в условиях повышенной пожарной опасности. Дренчерная система включается вручную или автоматически по сигналу автоматического извещателя о пожаре с помощью контрольно-пускового узла, размещаемого на магистраль­ном трубопроводе.

В спринклерных и дренчерных системах могут приме­няться и воздушно-механические пены.

К первичным средствам пожаротушения относятся огне­тушители, песок, земля, шлаки, покрывала, щиты, листовые материалы.

Огнетушители предназначены для тушения загораний и пожаров в начальной стадии их возникновения. В зави­симости от условий тушения загораний созданы различные типы огнетушителей, которые подразделяют на две основ­ные группы: переносные и передвижные.

По виду огнетушащего вещества огнетушители класси­фицируются:

— а) на пенные (ОП): — химические пенные (ОХП);

— воздушно-пенные (ОВП);

— б) газовые:

— углекислотные (ОУ) — подают углекислый газ в виде газа или снега (в качестве заряда применен жидкий углекис­лый газ);

— хладоновые (ОХ) аэрозольные и углекислотно-бромэтиловые — подают парообразующие огнетушащие веще­ства;

— в) порошковые (ОП) — подают огнетушащие порошки;

— г) водные (ОВ) — делятся по виду выходящей струи (мел­кораспыленной, распыленной и компактной).